Hidrolīzes piemēri (sāļiem, skābēm, bāzēm, organiskiem C)



The hidrolīze, ķīmijā tā ir dubultā sadalīšanās reakcija ar ūdeni kā viens no reaģentiem. Tāpēc, ja savienojums ir ar formulu AB, kurā A un B ir atomi vai grupas, un ūdeni attēlo ar formulu HOH, hidrolīzes reakciju var attēlot ar atgriezenisku ķīmisko vienādojumu: AB + HOH ⇌ AH + BOH.

Reaģenti, kas nav ūdens un hidrolīzes produkti, var būt neitrālas molekulas - kā lielākā daļa hidrolīzes ar organiskiem savienojumiem - vai jonu molekulas, piemēram, sāļu, skābju un bāzu hidrolīzē..

Biotehnoloģijā un dzīvajos organismos šīs vielas bieži ir polimēri (Encyclopædia Britannica, 2016).

Vārds ir atvasināts no ūdens, grieķu ūdens un līzes, kas nozīmē "atdalīt". Hidrolīze nozīmē ķimikāliju atdalīšanu, kad tās pievieno ūdenim.

Trīs galvenie hidrolīzes veidi ir sāļu hidrolīze, skābju hidrolīze un bāzes hidrolīze.

Indekss

  • 1 Sāļu hidrolīze
  • 2 Skābju hidrolīze
  • 3 Bāzes hidrolīze
  • 4 Organisko savienojumu hidrolīze
  • 5 Hidrolīzes piemēri
  • 6 Atsauces

Sāļu hidrolīze

Ūdenī sāļi atdalās, veidojot jonus (pilnīgi vai nepilnīgi atkarībā no attiecīgās šķīdības konstantes, Ks).

Hidrolīzi ar jonu savienojumiem var ilustrēt ar ķīmiskām izmaiņām, kas rodas nātrija acetāta sāls ūdens šķīdumā.

Šķīdumā sāls jonu sastāvdaļas (acetāta jonu un nātrija jonu) atdala. Ūdens molekulas apvieno ar acetāta joniem, veidojot etiķskābes un hidroksīda jonus.

CH3COONa + H2O → CH3COOH + Na+ + OH-

Etiķskābe atgriezeniski disociējas acetāta jonos un ūdeņraža jonos, bet tikai ļoti mazā mērā, tā ka šķīduma jonu saturs lielākoties ir nātrija un hidroksīda joni. Tāpēc risinājumam piemīt pamata īpašības (ti, izmaiņas lakmusa papīrā no sarkanas uz zilu).

Cits sāļu hidrolīzes piemērs ir nātrija hlorīds, kas ūdens šķīdumā sabojā ūdens, kas ir solvāts ar ūdeni, jonu saites, kā parādīts 1. attēlā (Patrina Kim, 2015).

1. attēls: nātrija hlorīda hidrolīze

Skābes hidrolīze

Ūdens var darboties kā skābe vai bāze, pamatojoties uz Brønsted-Lowry skābes teoriju. Ja darbojas kā Bronsted-Lowry skābi, ūdens molekula dāvinās protonu (H +), raksta arī kā hydronium jonu (H3O +).

Ja tā darbojas kā Bronsted-Lowry bāze, tā pieņemtu protonu (H +). Skābes hidrolīzes reakcija ir ļoti līdzīga skābes disociācijas reakcijai.

CH3COOH + H2O ⇌ CH3COO- + H3O+

Iepriekšējā reakcijā protons H+ etiķskābes (CH3COOH) ziedo ūdenim, ražojot H3O+ un CH3COO- . Saiknes starp H+ un CH3COO- pievieno ūdens molekulas.

Reakcija ar CH3COOH, vāja skābe, ir līdzīga skābes disociācijas reakcijai, un ūdens veido konjugāta bāzi un hidronija jonu. Hidrolizējot vāju skābi, tiek ražots hidronija jonu (ilustrēts Organiskās ķīmijas vārdnīca, S.F.)..

Bāzes hidrolīze

Bāzes hidrolīzes reakcija būs līdzīga bāzes disociācijas reakcijai. Kopēja vāja bāze, kas disociē ūdenī, ir amonjaks:

NH3+H2O⇌NH4++OH-

Amonjaka hidrolīzē amonjaka molekula pieņem protonu no ūdens (tas ir, ūdens darbojas kā Bronsted-Lowry skābe), veidojot hidroksīda anjonu (OH-).

Līdzīgi kā pamata disociācijas reakcijai, amonjaka veido amoniju un hidroksīdu, pievienojot ūdens molekulu.

Organisko savienojumu hidrolīze

Hidrolīzi ar organiskiem savienojumiem var ilustrēt, reaģējot ūdeni ar karboksilskābes esteri.

Šie esteri of the general formula RCO-OR ', kur R un R' ir kombinācija grupas (piemēram, ja R un R 'abi pārstāv metilgrupu, CH3, esteris ir metilacetāts).

Hidrolīze ietver vairākas stadijas, no kuriem lēnāk veidošanos kovalentu saiti starp skābekļa atoma ūdens molekulu, un oglekļa atomu estera.

Secīgos posmos, kas ir ļoti ātri, oglekļa-skābekļa esteris saite ir bojāta un ūdeņraža joni tiek noņemts no sākotnējās ūdens molekulas un saistīties ar topošās molekulu alkohola. Pilnīgu reakciju attēlo vienādojums:

RCO-OR '+ H2O → RCO-OH + R'-OH.

Ja RCO-OH apzīmē karboksilskābes molekulu, R'-OH apzīmē spirta molekulu un domuzīmes ir kovalentās saites, kas ir bojātas vai veidojas reakcijas laikā. 2. attēls ilustrē metilacetāta hidrolīzes piemēru (Clark, 2004)..

2. attēls: metilacetāta hidrolīze

Hidrolīzes reakcijas dzīvajos organismos tiek veiktas ar katalīzes palīdzību, izmantojot tādu fermentu grupu, kas pazīstami kā hidrolāzes.

Biokemiskās reakcijas, kas noārda polimērus, piemēram, olbaltumvielas (peptīdu saites starp aminoskābēm), nukleotīdus, kompleksos cukurus un cieti un taukus, katalizē šī fermentu klase..

Šajā klasē lipāzes, amilāzes un proteināzes attiecīgi hidrolizē taukus, cukurus un proteīnus (Boundless, 2016).

Baktērijām un sēnēm, kas noārdās celulozi, ir īpaša nozīme papīra un citu biotehnoloģijas ikdienas lietojumu ražošanā, jo tām ir fermenti (celulāzes un esterāzes), kas var sadalīt celulozi polisaharīdos (cukura molekulu polimēri) vai glikozē un sadalīties lipīgums.

Piemēram, šūnu ekstraktam pievienoja proteināzi, lai hidrolizētu peptīdus un ražotu brīvo aminoskābju maisījumu (Phillips, 2016).

Hidrolīzes piemēri

Hidrolīzes reakcijas piemērs ir vāja skābes vai bāzes bāzes šķīdināšana ūdenī. Spēcīgas skābes var arī hidrolizēt. Piemēram, sērskābes šķīdināšana ūdenī rada hidroniju un bisulfātu.

Cukura hidrolīzei ir savs nosaukums: cukurošana. Piemēram, cukura saharozi var hidrolizēt, lai sadalītos tās sastāvdaļās, glikozes un fruktozes sastāvā.

Skābes bāzes katalizēta hidrolīze ir cita veida hidrolīzes reakcija. Piemērs ir amīdu hidrolīze.

Bioloģiskās sistēmās hidrolīzi parasti katalizē fermenti. Labs piemērs ir ATP enerģijas molekulas hidrolīze. Katalizētā hidrolīze tiek izmantota arī proteīnu, ogļhidrātu un lipīdu fermentācijai (Helmenstine, 2017).

Atsauces

  1. (2016, 26. maijs). Hidrolīze. Ņemts no bezgalīgas: boundless.com.
  2. Clark, J. (2004). ESTERU PĀRBAUDES HIDROLĪZES MEHĀNISMS. Izgūti no chemguide.co.uk: chemguide.co.uk.
  3. Encyclopædia Britannica. (2016, 16. novembris). Hidrolīze. Ņemts no britannica: britannica.com.
  4. Helmenstine, A. M. (2017. gada 23. marts). Hidrolīzes definīcija un piemēri. Ņemts no thinkco: thinkco.com.
  5. Ilustrēts Organiskās ķīmijas vārdnīca. (S.F.). Ņemts no chem.ucla.edu: web.chem.ucla.edu.
  6. Patrina Kim, G. H. (2015, 20. oktobris). Hidrolīze. Ņemts no chem.libretexts.org: chem.libretexts.org.
  7. Phillips, T. (2016, 16. septembris). Hidrolīzes skaidrojums. Ņemts no balansa: thebalance.com.